中国电子科技集团公司第三十八研究所, 合肥 230088
从国内外最新的数字阵列雷达发展趋势入手, 总结了数字阵列技术向“宽带化、离散化、智能化、灵巧化”发展在调制自由度、信号特征处理、参数控制与算法加速方面亟待突破的问题, 同时对比分析了微波光子处理的适配性及优缺点, 以微波光子雷达实用化推进为目的, 对光模数转换、光正交解调、光波形产生、光射频总线、轻薄化集成等微波光子技术在数字阵列雷达系统中的应用进行了展望。
微波光子 数字阵列 超宽带 数字化收发 光模数转换 光正交解调 microwave photonics digital phased array ultra-wide band digital transceiver photonic analog-to-digital conversion photonic quadrature demodulation
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
2 School of Information Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
3 Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200444, China
4 School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
5 Science and Technology on Communication Security Laboratory, Institute of Southwestern Communication, Chengdu 610041, China
6 Department of Informatics and Computer Engineering, University of West Attica, Athens 12243, Greece
7 School of Electronic Engineering, Bangor University, Wales LL57 1UT, United Kingdom
All-optical analog-to-digital conversion is a paramount issue in modern science. How to implement real-time and ultrafast quantization to optical pulses with different intensities in an all-optical domain is a central problem. Here, we report a real-time demonstration of an all-optical quantization scheme based on slicing the supercontinuum in a nonlinear fiber. In comparison with previous schemes through off-line analysis of the power of different optical spectral components in the supercontinuum, this, to the best of our knowledge, is the first demonstration of such functionality online in the time domain. Moreover, the extinction ratio among the quantized outputs can exceed 10 dB, which further confirms the feasibility of the proposed quantization scheme. The current 3 bit resolution in the proof-of-principle experiment is limited by the current experimental condition, but it can be expected to be greatly enhanced through improving both the spectral width of the generated supercontinuum and the number of filtering channels used.
all-optical analog-to-digital conversion photonic quantization all-optical signal processing supercontinuum generation Chinese Optics Letters
2021, 19(8): 081901
1 南京师范大学物理科学与技术学院, 江苏 南京 210023
2 北京无线电测量研究所, 北京 100854
对基于铟镓砷(InGaAs)材料体系的共面波导型光电导开关进行了理论分析,并研究了开关在无光照的暗态和激光照射的亮态情况下射频信号的传输性能。采用工作波长为1550 nm、脉宽为96 fs、重复频率为103.2 MHz的激光脉冲触发开关对445 MHz的射频信号进行采样,结果表明,该高速光电导开关能实现射频信号的带通采样,同时减小了开关的载流子寿命,有利于实现更高频率的信号采样。
光电导材料 开关 模数转换 带通采样 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 092002
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出了一种基于光电振荡器的高速光采样技术。光电振荡器直接产生高重复频率、低时间抖动的采样脉冲,避免了对低重复频率采样脉冲的时域复用,可降低系统复杂性,提高系统效率。利用此光脉冲对信号进行时域傅里叶变换采样,信号在不同时刻的幅度信息被调制到不同波长的探测光上,再经过波分复用器或可调滤波器滤出不同中心波长的光,实现高速实时采样及串并转换,可与低速率的电模数转换量化匹配。实验产生重复频率为10 GHz、时间抖动为195 fs的光脉冲,并对三种不同波形的信号进行采样,得到采样波形,采样速率达到40 GSa/s。实验结果表明提出的基于光电振荡器的光采样技术是可行的。
信号处理 光模数转换 光电振荡器 光采样 光窄脉冲 时域傅里叶变换 激光与光电子学进展
2018, 55(6): 060701
上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
从时间交织光模数转换(TIPADC)的通道响应出发, 分析了后端光电探测响应与通道失配的关系及其对失配校正的影响,并进行了仿真验证。结果表明：在探测响应不导致串扰的情况下, 通道失配的影响与频率无关, 可以用单一频点处得到的失配参数进行校正。在探测响应会导致串扰的情况下, 不同增益下的通道响应呈同比例变化, 但不同时间失配下的通道响应呈不同比例变化, 用单一频点处得到的失配参数只能对增益失配进行校正。
光通信 信号处理 光模数转换 探测响应 通道失配 校正
1 电子科技大学 光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 电子科技大学 电子材料与器件协同创新中心, 成都 610054
提出一种基于多个并行Sagnac环梳状滤波器实现波长编码的方法, 可用于孤子自频移全光模数转换的光学编码.仿真结果表明: 该方法在1 601 nm~1 707 nm孤子自频移波段成功实现了5 bits的光学编码, 最大微分线性误差和积分线性误差分别为0.088LSB和0.482LSB.与其他波长编码方式相比, 该方法结构简单、工作波长范围宽, 并且具有非常好的编码位数扩展性.
模数转换器 光子学 光学编码 孤子自频移 Sagnac环 Analog-to-digital conversion Photonics Optical coding Soliton self-frequency shift Sagnac-loop-filter 光子学报
2017, 46(11): 1125002
上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
平衡探测器的两输入通路在增益和时延上的不对称会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。建立了基于平衡探测的PADC系统的数学模型，理论上分析了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延的不对称性，并仿真分析了增益和时延的不对称对系统ENOB的影响，同时进行了相应的实验验证。结果表明，在相同调制深度下，系统的ENOB随着两输入通路的相对增益和相对时延的增加而减小。当平衡探测器两输入通路在增益和时延上完全一致时，系统的ENOB随着调制深度的增加而逐渐减小；当平衡探测器两输入通路在增益和时延上存在偏差时，系统的ENOB随着调制深度的增加先增大后减小。
信号处理 光模数转换 平衡探测 增益不对称 时延不对称
1 湘潭大学 a.物理与光电工程学院
2 b.微光电与系统集成湖南省工程实验室, 湖南湘潭 411105
介绍了一种 12 bit 60 MS/s流水线模数转换器(ADC), 该转换器使用采样保持电路, 将连续变化的模拟信号通过一定时间间隔的采样, 以实现信号的准确量化, 利用增益自举运放提高信号建立的线性度; 采用每级 1.5 bit精确度的流水线结构实现冗余编码, 降低比较器失调电压对精确度的影响, 同时提出一种新型的消除静态功耗的预放大比较器结构。该流水线 ADC芯片采用华力 55 nm 互补金属氧化物(CMOS)工艺进行电路和版图设计。对后仿真结果进行快速傅里叶变换(FFT)分析得到: 动态参数无杂散动态范围(SFDR)为 86.18 dB, 信噪比(SNR)为 72.91 dB, 信纳比(SNDR)为 72.8 dB, 有效位数(ENOB)为 11.72 bit。
流水线模数转换器 增益自举运放 预放大比较器 pipelined Analog-to-Digital Conversion gain bootstrap amplifier pre-amplifier comparator 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(6): 948
电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
在模数转换系统中, 光模数转换(OADC)技术可增加系统带宽, 提高采样速率, 克服电子系统的瓶颈, 成为目前研究者们研究的热点。讨论了光模数转换技术的分类, 介绍了各类光模数转换技术的基本原理、实现方法以及技术特点。基于高速光采样和光量化, 深入分析了采样脉冲生成、多通道并行复用、空间干涉、光学非线性效应应用等关键技术, 并介绍了相关技术的研究进展和技术指标。
信号处理 光模数转换 光采样 光量化 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120003
